Človeštvo je skozi tisočletja razvilo pravilo, po katerem mora biti orožje, da bi preživelo in premagalo sovražnika, natančnejše, hitrejše in močnejše od sovražnikovega. Letalsko orožje v sodobnih razmerah izpolnjuje te zahteve. Trenutno se v tujini intenzivno razvija vodeno letalsko orožje (UASP), zlasti vodene zračne bombe (UAB), katerih kaliber je v širokem razponu - od 9 do 13600 kg: opremljeni so z novimi vrstami vodenja in nadzorni sistemi, učinkoviti bojni deli, načini bojne uporabe se izboljšujejo. UAB so nepogrešljiv pripomoček sodobnih kompleksov udarnih letal (UAK) za taktične in strateške namene. Kljub visoki stopnji učinkovitosti sodobnih modelov UAB, ki so del UAK, ne izpolnjujejo vedno zahtev za izpolnjevanje obetavnih bojnih nalog. UAK praviloma deluje v bližini prve črte, izgubi pa se vsa učinkovitost.
Lokalne vojne zadnjih desetletij, predvsem pa vojaške operacije v Iraku in Afganistanu, so pokazale nezadostno učinkovitost običajnega visoko natančnega orožja, vključno z UAB. Pri izvajanju bojne naloge mine preveč časa od trenutka, ko je cilj zaznan in se sprejme odločitev za napad, dokler ni premagan. Na primer, bombnik B-2 Spirit, ki vzleti z letališča v Združenih državah, mora leteti 12-15 ur na območje napada tarče. Zato je v sodobnih razmerah potrebno orožje za hiter odziv in visoko natančno ukrepanje na veliki razdalji, ki doseže več deset tisoč kilometrov.
Ena od smeri raziskav o izpolnjevanju teh zahtev v tujini je ustvarjanje nove generacije hipersoničnih šokovnih sistemov. V ZDA, Veliki Britaniji, Franciji in Nemčiji potekajo dela na ustvarjanju hipersoničnih letal (LA) (raket) in kinetičnega orožja, ki lahko zelo natančno uničijo cilje.
Študija tujih izkušenj je za nas izredno pomembna, saj je pred domačim obrambno-industrijskim kompleksom (MIC), kot je opozoril D. Rogozin v svojem članku "Rusija potrebuje pametno obrambno industrijo" (časopis "Krasnaya Zvezda". 2012. - 7. februar. - С 3) je bila postavljena naloga "v najkrajšem možnem času ponovno pridobiti svetovno tehnološko vodstvo na področju proizvodnje orožja". Kot je zapisano v članku V. V. Putin "Biti močan: jamstva nacionalne varnosti za Rusijo" (časopis "Rossiyskaya Gazeta". - 2012. - št. 5708 (35). - 20. februar. - str. 1-3) "Naloga prihodnjega desetletja je zagotoviti, da se bo nova struktura oboroženih sil opirala na bistveno novo tehnologijo. Tehnika, ki "vidi" dalje, strelja natančneje, reagira hitreje kot podobni sistemi katerega koli potencialnega sovražnika."
Da bi to dosegli, je treba temeljito poznati stanje, trende in glavne smeri dela v tujini. Seveda so naši strokovnjaki pri izvajanju raziskav in razvoja vedno poskušali izpolniti ta pogoj. Toda v današnjem okolju, ko »obrambna industrija nima možnosti, da bi mirno dohitela nekoga, se moramo prebiti, postati vodilni izumitelji in proizvajalci … Odzvati se na grožnje in izzive današnjega časa pomeni obsoditi sebe do večne vloge zaostalih. Vsekakor moramo zagotoviti tehnično, tehnološko in organizacijsko premoč nad vsemi možnimi sovražniki «(Iz članka V. V. Putina).
Menijo, da sta prvo ustvarjanje hiperzvočnih letal v tridesetih letih prejšnjega stoletja v Nemčiji predlagala profesor Eigen Senger in inženirka Irene Bredt. Predlagano je bilo ustvariti letalo, ki se bo izstrelilo vodoravno na raketni katapult, pod vplivom raketnih motorjev, ki bodo pospešili do hitrosti približno 5900 m / s, s čimer bo transkontinentalni let z dosegom 5-7 tisoč km vzdolž poti rikošeta nosilnost do 10 ton in pristanek na razdalji več kot 20 tisoč km od izhodišča.
Glede na razvoj raketne tehnike v tridesetih letih prejšnjega stoletja sta inženir S. Korolev in pilot -opazovalec E. Burche (S. Korolev, E. Burche Raketa v vojni // Tekhnika -mladina. - 1935. - št. 5. - str. 57 -59) je predlagal shemo za uporabo raketnega bojnega letala-stratoplana: »Pri bombardiranju je treba upoštevati dejstvo, da je natančnost zadetkov z višin, merjenih v desetinah kilometrov, in pri ogromnih hitrostih stratoplana. bi morala biti zanemarljiva. Po drugi strani pa je povsem mogoč in velikega pomena pristop do cilja v stratosferi izven dosega kopenskega orožja, hiter spust, bombardiranje z normalne višine, ki zagotavlja zahtevano natančnost, nato pa spet bliskovit vzpon do nedosegljive višine."
Koncept globalnega stavka, ki temelji na hiperzvočnem orožju
Trenutno se ta ideja začenja praktično izvajati. V ZDA so sredi devetdesetih let 20. stoletja oblikovali koncept Global Reach - Global Power. V skladu z njim bi morale imeti Združene države možnost, da v 1-2 urah po prejemu ukaza naročijo na kopenske in površinske cilje kjer koli na svetu, ne da bi uporabile tuje vojaške baze z uporabo običajnega orožja, na primer UAB. To je mogoče narediti z novim hiperzvočnim orožjem, ki ga sestavljata hiperzvočna nosilna platforma in avtonomno letalo z bojno obremenitvijo, zlasti UAB. Glavne lastnosti takšnega orožja so velika hitrost, dolgi doseg, dovolj velika okretnost, nizka vidljivost in visoka operativna učinkovitost.
V okviru obsežnega programa ameriške vojske Promt Global Strike ("Rapid Global Strike"), ki omogoča udarce s konvencionalnim (nejedrskim) orožjem kinetičnega delovanja na kateri koli točki planeta v eni uri, in v interesu ameriške vojske se razvija nova generacija hiperzvočnega udarnega sistema nove generacije na dve možnosti:
• prvi, imenovan AHW (Advanced Hypersonic Weapon), uporablja izstrelitveno vozilo za enkratno uporabo kot nadzvočno platformo, čemur sledi izstrelitev na cilj nadzvočnega letala AHW (hiperzvočno drsno letalo se lahko imenuje tudi manevrirajoča bojna glava), opremljeno z vodeno anteno bombe za zadetek cilja;
• druga, imenovana hipersonični udarni sistem FALCON HCV-2, uporablja hiperzvočno letalo za ustvarjanje pogojev za izstrelitev avtonomnega hiperzvočnega drsnega letala CAV, ki leti do cilja in ga uniči z uporabo UAB.
Prva različica tehnične rešitve ima pomembno pomanjkljivost, to je, da se raketa -nosilec, ki prinaša hiperzvočni projektil na izstrelitveno točko AHW, lahko zamenja za raketo z jedrsko bojno glavo.
Leta 2003 so letalske sile in Uprava za napredni razvoj (DARPA) ameriškega obrambnega ministrstva na podlagi lastnega razvoja in industrijskih predlogov za napredne hipersonične sisteme razvile nov koncept za obetaven hipersonični udarni sistem, imenovan FALCON (Force Application and Izstrelitev iz celinskih ZDA izstrelitev iz celinskih Združenih držav Amerike ") ali" Falcon ". V skladu s tem konceptom je udarni sistem FALCON sestavljen iz hiperzvočnega nosilca letal za večkratno uporabo (na primer brez posadke) HCV (Hypersonic Cruise Vehicle - letalo, ki leti na nadmorski višini 40-60 km s hiperzvočno potovalno hitrostjo, z bojno obremenitev do 5400 kg in doseg 15 -17000 km) in hiperzvočni visokozmogljiv, visoko manevriran krmiljeni okvir CAV (Common Aero Vehicle -enotno avtonomno letalo) za večkratno uporabo z aerodinamično kakovostjo 3-5. Osnova vozil s HCV naj bi bila na letališčih z vzletno -pristajalno stezo do 3 km.
Lockheed-Martin je bil izbran za vodilnega razvijalca naprave za hiperzvočno udarjanje HCV in dostavnega vozila CAV za udarni sistem FALCON. Leta 2005 je začela z ugotavljanjem njihovega tehničnega videza in ocenjevanjem tehnološke izvedljivosti projektov. Pri delu sodelujejo tudi največja ameriška letalska podjetja - Boeing, Northrop Grumman, Andrews Space. Zaradi visoke stopnje tehnološkega tveganja programa so bile izvedene konceptualne študije več variant poskusnih vzorcev dostavnih vozil in njihovih nosilcev z oceno značilnosti vodljivosti in vodljivosti.
Ko z nosilca pade s nosilca s hiperzvočno hitrostjo, lahko na cilj na razdalji do 16.000 km prenese različne bojne obremenitve z največjo težo 500 kg. Naprava naj bi bila izdelana po obetavni aerodinamični shemi, ki zagotavlja visoko aerodinamično kakovost. Za ponovno ciljanje naprave v letu in zadetke ciljev, odkritih v polmeru do 5400 km, naj bi njena oprema vključevala opremo za izmenjavo podatkov v realnem času z različnimi izvidniškimi sistemi in kontrolnimi točkami. Poraz nepremičnih visoko zaščitenih (zakopanih) ciljev bo zagotovljen z uporabo sredstev za uničenje kalibra 500 kg s prodorno bojno glavo. Natančnost (krožno verjetno odstopanje) mora biti približno 3 m pri ciljni hitrosti do 1200 m / s.
Hipersonično drseče letalo CAV z aerodinamičnimi krmilniki ima maso približno 900 kg, od tega jih lahko nosilno letalo prenese do šest, v svojem bojnem prostoru pa nosi dve konvencionalni letalski bombi, ki tehtata po 226 kg. Natančnost uporabe bomb je zelo visoka - 3 metre. Doseg dejanskega CAV je lahko približno 5000 km. Na sl. 2 prikazuje diagram ločevanja prodornih lezij z uporabo napihljivih lupin.
Shema bojne uporabe hiperzvočnega udarnega sistema FALCON izgleda takole. Po prejemu naloge hiperzvočni bombnik HCV vzleti z običajnega letališča in z uporabo kombiniranega pogonskega sistema (DP) pospeši do hitrosti, ki približno ustreza M = 6. Ko je ta hitrost dosežena, se pogonski sistem preklopi v način hiperzvočnega motorja s hitrim zračnim curkom, ki pospeši letalo do M = 10 in nadmorsko višino najmanj 40 km. V danem trenutku se hipersonično drsno letalo CAV loči od letala -nosilca, ki se po opravljeni bojni nalogi za premagovanje ciljev vrne na letališče ene od ameriških čezmorskih letalskih baz (če je CAV opremljen z lastnim motorjem in potrebno zalogo goriva, se lahko vrne v celinske ZDA) (slika 3).
Možni sta dve vrsti poti letenja. Prvi tip označuje valovito pot za hipersonično letalo, ki ga je nemški inženir Eigen Zenger predlagal v projektu bombnika med drugo svetovno vojno. Pomen valovite poti je naslednji. Zaradi pospeševanja naprava zapusti ozračje in ugasne motor ter tako prihrani gorivo. Nato se letalo pod vplivom gravitacije vrne v ozračje in spet prižge motor (za kratek čas, le za 20-40 s), ki napravo spet vrže v vesolje. Takšna pot poleg povečanja dosega prispeva tudi k hlajenju konstrukcije bombnika, ko je v vesolju. Višina leta ne presega 60 km, valovni korak pa je približno 400 km. Druga vrsta poti ima klasično ravninsko pot.
Eksperimentalne raziskave o ustvarjanju hiperzvočnega orožja
Predlagani so bili hiperzvočni modeli HTV (Hypersonic Test Vehicle) z maso približno 900 kg in dolžino do 5 m za oceno njihovih zmogljivosti letenja, vodljivosti in toplotnih obremenitev pri hitrostih M = 10-HTV-1, HTV-2, HTV-3.
Aparat HTV-1 s kontroliranim trajanjem leta 800 s pri hitrosti M = 10 je bil umaknjen iz preskušanja zaradi tehnološke zapletenosti pri izdelavi ohišja za zaščito pred toploto in napačnih konstrukcijskih rešitev (slika 4).
Aparat HTV-2 je izdelan v skladu z integriranim vezjem z ostrimi sprednjimi robovi in zagotavlja kakovost 3, 5-4, ki bo po mnenju razvijalcev zagotovila določeno območje drsenja ter manevriranje in vodljivost z uporabo aerodinamičnih ščitov za ciljanje z zahtevano natančnostjo (slika 5). Po podatkih ameriške kongresne raziskovalne službe (CRS) lahko hiperzvočna naprava FALCON HTV-2 zadene cilje na dosegu do 27.000 km in hitrosti do 20 Mach (23.000 km / h).
HTV-3 je maketa hiperzvočnega udarnega letala HCV z aerodinamično kakovostjo 4-5 (slika 6). Model je zasnovan za ovrednotenje sprejetih tehnoloških in oblikovalskih rešitev, aerodinamičnih in letalskih zmogljivosti ter vodljivosti in vodljivosti v interesu nadaljnjega razvoja letala HCV. Letaški preizkusi naj bi bili izvedeni leta 2009. Skupni stroški dela pri izdelavi modela in izvedbi letalskih preizkusov so ocenjeni na 50 milijonov dolarjev.
Preizkusi šok kompleksa naj bi bili izvedeni v letih 2008-2009. z uporabo nosilnih nosilcev. Shema preskusnega leta hipersoničnega letala HTV-2 je prikazana na sl. 7.
Kot so pokazale študije, bodo glavna problematična vprašanja pri ustvarjanju hipersoničnega letala povezana z razvojem elektrarne, izbiro goriva in konstrukcijskih materialov, aerodinamiko in dinamiko letenja ter krmilnim sistemom.
Izbira aerodinamične postavitve in zasnove letala bi morala temeljiti na pogoju, da se zagotovi skupno delovanje dovoda zraka, elektrarne in drugih elementov letala. Pri hiperzvočnih hitrostih postajajo vprašanja preučevanja učinkovitosti aerodinamičnih krmilnikov z minimalnimi površinami stabilizacijskih in krmilnih površin, tečajev tečajev, zlasti pri približevanju ciljnemu območju s hitrostjo približno 1600 m / s, najprej zagotoviti trdnost konstrukcije in visoko natančno vodenje do cilja.
Po predhodnih študijah temperatura na površini hipersoničnega vozila doseže 1900 ° C, medtem ko za normalno delovanje vgrajene opreme temperatura v notranjosti prostora ne sme presegati 70 ° C. Zato ohišje naprave mora imeti toplotno odporno lupino iz visokotemperaturnih materialov in večplastno toplotno zaščito na podlagi obstoječih trenutno gradbenih materialov.
Hipersonično vozilo je opremljeno s kombiniranim inercialnim satelitskim krmilnim sistemom in v prihodnosti z optično-elektronskim ali radarskim sistemom za usmerjanje v celico.
Za zagotavljanje ravninskega leta so za vojaške sisteme najbolj obetavni motorji s krožnim curkom: SPVRD (nadzvočni motor s hitrim curkom) in motor s črpalko s premerom (hiperzvočni motor s hitrim curkom). Zasnova je preprosta, saj praktično nima gibljivih delov (razen črpalke za dovod goriva), ki uporabljajo običajna ogljikovodikova goriva.
Aerodinamična postavitev in zasnova aparata CAV se razvijata v okviru projekta X-41, letala nosilca pa v okviru programa X-51. Cilj programa X-51A je prikazati možnosti ustvarjanja scramjet motorja, razvoj toplotno odpornih materialov, integracijo ogrodja in motorja ter druge tehnologije, potrebne za let v razponu 4, 5-6, 5 M. V okviru tega programa poteka tudi delo za izdelavo balistične rakete s konvencionalno bojno glavo, hiperzvočno raketo X-51A Waverider in orbitalnim brezpilotnim letalom X-37B.
Po podatkih CRS je bilo financiranje programa v letu 2011 239,9 milijona USD, od tega je bilo 69 milijonov USD porabljenih za AHW.
Ameriško obrambno ministrstvo je izvedlo še en preizkus nove drsne hipersonične bombe AHW (Advanced Hypersonic Weapon). Preskus streliva je bil 17. novembra 2011. Glavni namen preizkusa je bil preizkusiti strelivo glede manevriranja, obvladljivosti in odpornosti na vplive visokih temperatur. Znano je, da je bil AHW izstreljen v zgornjo atmosfero z raketno raketo, izstreljeno iz letalske baze na Havajih (slika 9). Ko je ločil strelivo od projektila, je načrtoval in zadel cilj na Maršalovih otokih blizu atola Kwajalein, ki se nahaja štiri tisoč kilometrov jugozahodno od Havajev, s hiperzvočno hitrostjo petkratne hitrosti zvoka. Let je trajal manj kot 30 minut.
Po besedah tiskovne predstavnice Pentagona Melinde Morgan je bil namen testiranja streliva zbiranje podatkov o aerodinamiki AHW, njegovi rokovanju in odpornosti na visoke temperature.
Zadnji testi HTV-2 so bili sredi avgusta 2011 in so bili neuspešni (slika 10).
Po mnenju strokovnjakov je mogoče do leta 2015 sprejeti novo generacijo udarnega hipersoničnega sistema prve generacije. Šteje se, da je treba zagotoviti do 16 izstrelkov na dan z uporabo nosilne rakete za enkratno uporabo. Stroški izstrelitve znašajo približno 5 milijonov dolarjev.
Ustvarjanje celovitega stavkovnega sistema se pričakuje najpozneje leta 2025-2030.
Zamisel o vojaški uporabi letala s stratoplanom na raketni pogon, ki sta jo predlagala S. Korolev in E. Burche v tridesetih letih prejšnjega stoletja, se sodeč po raziskavah, ki so potekale v ZDA, začenja uresničevati v projektih za ustvarjanje nova generacija hiperzvočnega udarnega orožja.
Uporaba UAB kot dela hipersoničnega avtonomnega vozila pri napadu na cilj postavlja visoke zahteve glede zagotavljanja visoko natančnega vodenja v pogojih hiperzvočnega letenja in toplotne zaščite opreme pred učinki kinetičnega segrevanja.
Na primeru dela, ki so ga v ZDA izvedli pri ustvarjanju hipersoničnega orožja, vidimo, da možnosti za bojno uporabo ZAB še zdaleč niso izčrpane in jih ne določajo le taktične in tehnične značilnosti samega ZAB, ki zagotavlja dani razpon, natančnost in verjetnost uničenja, pa tudi z dostavo. Poleg tega lahko izvajanje tega projekta reši tudi miroljubno nalogo takojšnjega dostavljanja tovora ali reševalne opreme v stiski v kateri koli del sveta.
Predstavljeno gradivo nas resno zamisli nad vsebino glavnih smeri razvoja domačih vodenih stavkovnih sistemov do leta 2020-2030. Hkrati je treba upoštevati izjavo D. Rogozina (Rogozin D. Delo na natančnem algoritmu // Narodna obramba. - 2012. - št. 2. - str. 34-406): “… opustiti moramo idejo o "dohitevanju in prehitevanju" … In malo verjetno je, da bomo hitro zbrali moč in zmogljivosti, ki bi nam omogočile, da z neverjetno hitrostjo dohitimo države z visoko tehnologijo. Tega ni treba storiti. Potrebujemo nekaj drugega, veliko bolj zapletenega … Treba je izračunati potek oboroženega boja z možnostjo do 30 let, določiti to točko in jo doseči. Da bi razumeli, kaj potrebujemo, torej pripraviti orožje ne za jutri ali celo pojutrišnjem, ampak za zgodovinski teden pred nami … Ponavljam, ne razmišljajte o tem, kaj počnejo v ZDA, Franciji, Nemčiji, pomislite, kaj bodo imeli čez 30 let. In morate ustvariti nekaj, kar bo bolje, kot imajo zdaj. Ne sledite jim, poskušajte razumeti, kam vse gre, in potem bomo zmagali."
To pomeni, da je treba razumeti, ali se je za nas pojavila takšna naloga, in če da, kako jo rešiti.
